大块煤热解温度场扩展规律

干燥和热解影响煤炭地下气化产品煤气的组成和气化工作面的效率,为考察煤炭地下气化过程中干馏干燥区热解温度场的扩展规律,选用尺度为300mm的和顺贫煤原煤块和人工制备的蒙东褐煤块为研究对象,采用大尺度固定床热解反应装置,在N2气氛下对大块煤进行单侧面恒温加热试验,通过均匀布置在大块煤中的4层共50个热电偶采集试验过程中各测点的温度,绘制大块煤热解温度场分布图。结果表明:大块原煤热解温度场以多裂隙为中心呈多抛物面形向上扩展,人工块煤热解温度场以近似水平的形状向上推移;块煤热解干燥线、特征温度线的移动速率随热解时间的增加逐渐降低,且干燥线移动速率大于特征线移动速率;大块原煤的传热速率、热解干燥线和特征温度线的移动速率均高于人工块煤;大块原煤在热解6h时干燥线和特征温度线移动速率分别为21.0、12.3mm/h。大块原煤中裂隙的存在和发育使热解时裂隙处以对流方式传热,提高了原煤传热速率,同时裂隙发育和热量传递相互促进,使原煤热解温度场以多裂隙为中心呈多抛物面形扩展。原煤裂隙提高了热解干燥线和特征温度线移动速率,特别是对干燥线的影响更显著。因而在实际煤炭地下气化过程中,裂隙的发育、氧化区燃烧生成的大量烟气均会强化煤层内的对流传热,提高煤炭地下气化热解温度场的扩展速率。

苏倩倩(1991—),女,山西运城人,工程师,硕士研究生。E-mail:1253875260@qq.com

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苏倩倩,李文军,陈艳鹏,等.大块煤热解温度场扩展规律[J].洁净煤技术,2023,29(11):66-73.

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